抗体是怎么工作的?
虽然细胞免疫和体液免疫在20世纪的前几十年里争论不休,但两个领域的研究者都接受,甚至在某种程度上拥抱了演化理论。像巴斯德那样对自然选择的拒斥态度已经一去不复返了。
两者相比,梅契尼可夫的细胞免疫学更主动地接受了演化理论,在该理论提出的早期,当他观察海星体细胞聚集的时候,这一点已经很明显了。他正确地假定,虽然这种类型的细胞是在低等的、看似外星生命的生物体里发现的,但是在“更高级”的生物体,包括人体里,也会出现。梅契尼可夫认为,要理解疾病,不能只看一种生物体,而是必须同时考虑两种生物体:宿主和病原体之间的生存斗争。梅契尼可夫对这个过程的理解并没有失之简化,他认识到了这种斗争的结果不是零和博弈,而是包含了各种可能性(他就是最早提倡“益生菌”的研究者之一)。
另一方面,休液免疫学者对于演化理论就不是很关注,毕竟,这不是任何化学理论的基础。他们也更少思考那些恼人的问题,比如自身免疫病。对他们来说,主要任务是理解抗体,但是问题在于:抗体如此之多,要从哪里入手呢?
一开始,免疫学家认为,感染性疾病没那么多,因此,我们可以放心地假定人体有能力对所有存在的疾病产生抗体,就好比身体一出生就“知道”要合成各种酶类来消化食物。(https://www.daowen.com)
埃尔利希于1900年提出的侧链理论(Side-chain Teory),是选择理论(Selectionist Teory)的一个代表,它预兆了现代的免疫受体概念。他认为,免疫细胞表面的蛋白质具有“侧链”,可以与特定的抗原发生作用。随着人们的发现越来越多,这些理论逐渐失去了解释能力。一个日渐明显的事实是,抗原的种类实在太多了。更重要的是,人们开始在实验室里合成人造化合物,注射进动物体内,然后动物就会分泌出抗体—当时我们尚不理解它的本质。如果针对每一种抗原都有一种抗体,那这意味着我们需要跟抗原一样多的抗体,而鉴于抗原的数目如此之多,这似乎是不可能完成的任务。那么,这些特异性的抗体是从哪里来的呢?
如果这个问题在一个世纪之前提出来,那么回答是:全知全能的上帝会在人体内准备好足够多的抗体。不过,这套思路在现代人这里已经行不通了。
一些理论家认为,抗体其实是抗原的修饰形式。感染发生时,抗原被人体吸收,然后经过重排,就可以针对性地结合原来的抗原了。之后,这套理论经过优化改良成了“指导主义”(Instructionist):抗原可以“指导”抗体的形状,即,免疫系统遇到抗原的时候会选择性地应对。抗体的特异性并不是事先就有的,而是在感染发生之后才做出的反应。林奈·鲍林(Linus Pauling)在1940年提出的折叠模板理论(Refolding Template Teory)就是指导主义的一个代表:在他的模型中,进入人体的抗原会遇到一个未成熟的抗体分子,后者随后会把抗原包裹起来,根据抗原的形状来形成新的轮廓。然后,这个“模板”进入一个能产生抗体的细胞里,大量复制,从而产生无数同种类型的抗体。
“指导主义”理论的整个概念看似很合理:它为特异性的产生提供了一个合理的解释。不过,这个理论并没有流行多久,因为很快实验室的证据就把它证伪了。
抗体的多样性是如何产生的?这其实是一个无比复杂的问题:科学家们绞尽脑汁也没有猜透身体的这个奥秘。这个问题直到1949年才得到解答,弗兰克·麦克法伦·伯内特(Frank Macfarlane Burnet)提出了他的克隆选择理论。这是选择主义理论中的佼佼者,而且其本质是演化理论,虽然它乍看起来似乎太过复杂,但是实验表明,身体就是这么复杂。